ES2308755T3 - Dispositivo de alimentacion de gas para un elemento de lavado. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de alimentación de gas con por lo menos una zona de conexión que conduce a por lo menos un elemento de lavado (26) que está instalado en un fondo (30) y/o en una pared de un recipiente de fusión metalúrgica, con por lo menos un conducto (12, 14) que está previsto para la alimentación de gas y que puede enfriarse desde el exterior y que se extiende parcialmente con un revestimiento tubular (10), cuya sección transversal interna es mayor que la sección transversal externa del conducto (12, 14), penetrando el conducto (12, 14) respectivo, con su extremo en el lado de la salida del gas, una abertura (18) del lado de la pared de revestimiento (10) con el fin de conectar al elemento de lavado (26) respectivo.
Description
Dispositivo de alimentación de gas para un
elemento de lavado.
La presente invención se refiere a un
dispositivo de alimentación de gas para por lo menos un elemento de
lavado, instalado en un fondo y/o una pared de un recipiente de
fusión metalúrgica.
Los elementos de lavado del tipo mencionado
anteriormente se denominan asimismo piedras de lavado de gases o
conductos de lavado de gases. El Radex-Rundschau
1987, cuaderno 1, páginas 288 a 302 ofrece una visión general de
los diferentes modos de construcción y de utilización de dichos
elementos de lavado. El gas, en parte en combinación asimismo con
sólidos pulverulentos, se introduce con ayuda de dichos elementos de
lavado según un proceso metalúrgico secundario en un
correspondiente baño de metal fundido. El gas introducido es por
ejemplo un gas inerte, como argón u oxígeno.
Mediante el insuflado del gas, se homogeneiza la
fusión metalúrgica, de modo que los agentes de aleación se
distribuyen de manera homogénea en la fusión. Se mejora el grado de
pureza de la fusión metalúrgica. Además, el lavado de gases sufre
un ajuste de concentración de la fusión. Asimismo, tiene lugar el
transporte de impurezas al exterior de la fusión en una de las
capas de impurezas del metal.
En los documentos DE 38 10 098 C1, DE 39 07 887
A1, AT 387 404 B, DE 42 23 108 C1 y EP 0 560 834 B1 se muestran
ejemplos de formas de realización de dichos elementos de lavado de
gases. Así, los elementos de lavado están respectivamente
provistos de un conducto de alimentación, a través del que se
introduce el gas en la matriz de lavado. El elemento de lavado de
gases según el documento US nº 4.266.970 A comprende un conducto
dirigido al material cerámico del limpiador y que se introduce en
el limpiador junto con el aire de refrigeración. El documento JP
56142813 A muestra una ducha de gases, en la que se introduce un gas
inerte en un tubo de doble pared en el que se dispone una
espiral.
Las cucharas, los convertidores o las artesas de
colada son elementos de fusión típicos provistos de dichos
elementos de lavado.
En éstos y en otros recipientes de fusión no se
tratan únicamente las fusiones de acero, sino asimismo fusiones de
metales no ferrosos. Frecuentemente los elementos correspondientes
(recipientes de fusión, hornos) son fijos. Frecuentemente, no hay
suficiente espacio fuera del recipiente de fusión, como para poder
trasladar un conducto de alimentación de gas al elemento de lavado.
Los fondos y las paredes de los recipientes de fusión son asimismo
en parte gruesas, de modo que el transporte del conducto de
alimentación al elemento de lavado se ve dificultado. Además de
esto, las partes de la pared y del fondo de los recipientes de
fusión, que además de una capa exterior de metal tienen un
recubrimiento refractario, en parte están expuestas a condiciones
térmicas extremas, así que muestran temperaturas de varios cientos
de grados Celsius, asimismo en parte por encima de 1.000ºC.
Con mayor frecuencia, el recubrimiento
refractario presenta varias capas, de donde se diferencia entre un
recubrimiento de desgaste que está en contacto con la fusión y un
recubrimiento permanente.
Los elementos de lavado se encuentran
generalmente fijos en el recubrimiento de desgaste, los racores para
gases de los elementos de lavado se empotran en el recubrimiento
permanente. Al calentar (recalentar) el aparato se pueden producir
movimientos relativos del recubrimiento de desgaste con respecto al
recubrimiento permanente. Entonces se corre el peligro de romper
los racores para gases.
La presente invención tiene el propósito de
proporcionar un conducto de alimentación de gases para por lo menos
un elemento de lavado que tiene en cuenta los problemas descritos
anteriormente.
De ese modo la presente invención surge de la
reflexión de que la instalación de un tubo de alimentación de
manera perpendicular a la superficie de la pared o del fondo del
recipiente de fusión es el modo más rápido y cómodo, pero que con
frecuencia no es posible debido a la geometría del horno y al
emplazamiento del recipiente de fusión. El conducto de alimentación
del gas correspondiente debe instalarse, en parte por encima de una
mayor sección de línea a través o a lo largo del recubrimiento del
horno. De este modo se puede evitar la ya dicha carga térmica del
conducto de alimentación de gases y una dilatación térmica
correspondiente. De este modo y mediante movimientos relativos del
recubrimiento del horno inducidos térmicamente se pueden producir
daños en los racores de gases. La idea de la presente invención es
combinar el conducto de alimentación de gases con un conducto de
refrigeración, de modo que el gas alimentado y/o una mezcla de
gas/sólido se enfría en el camino de una fuente de gases al
elemento de lavado en las partes constituyentes y al mismo tiempo se
alcanza una capacidad de movimiento para el conducto de
alimentación del gas.
Para ello la presente invención prevé en su
forma de realización más general un conducto de alimentación de gas
según la reivindicación 1.
Fundamentalmente existe la posibilidad de
producir la refrigeración en la pared del conducto. Para ello el
conducto puede mostrar por ejemplo una pared de conducto
correspondiente gruesa, dispuesta a lo largo o en la dirección
axial de canales de refrigeración del conducto atravesadas por un
medio de refrigeración, por ejemplo aire de refrigeración.
La presente invención prevé concebir el conducto
como un revestimiento en forma de tubo, en el que el diámetro
interno del revestimiento es mayor que el diámetro exterior del
conducto. De este modo en el interior del revestimiento queda un
espacio adicional. Dicho espacio puede utilizarse para aportar un
medio de refrigeración a través del revestimiento, que enfríe al
mismo tiempo el conducto desde fuera. Al mismo tiempo el conducto
puede instalarse de manera móvil (principalmente en dirección
axial).
Una forma de realización de la presente
invención prevé además del conducto adicional disponer un
dispositivo de refrigeración en el interior del revestimiento.
Dicho dispositivo de refrigeración puede contar por lo menos con un
conducto de refrigeración, que discurra principalmente de manera
paralela al conducto para el gas (o asimismo en forma helicoidal
alrededor del conducto), en el que el dispositivo de refrigeración
comprende una o varias aberturas, de tal modo que el medio de
refrigeración puede discurrir por el espacio limitado por el
revestimiento y puede enfriar el conducto que transporta el gas, con
lo que al mismo tiempo puede enfriarse el gas transportado en el
conducto.
Tanto el conducto, como asimismo un posible
dispositivo de refrigeración y/o el revestimiento en forma de tubo
pueden mostrar un diámetro interior y/o exterior. Sin embargo esto
no depende de la presente invención. Es decisivo que el conducto se
enfríe a lo largo de un conducto que se extienda a lo largo o ancho
del fondo o de la pared del recipiente de fusión metalúrgica, (dado
el caso con la excepción de una parte de conexión al elemento de
lavado). Al mismo tiempo se enfría el material refractario
circundante. Con ello se enfría asimismo la fusión metálica que
ocupa el material refractario, que se solidifica antes de que pueda
alcanzar el conducto de alimentación del gas.
Según la presente invención el conducto de
alimentación en su tramo final, que está cerrado al elemento de
lavado, es guiado al exterior del revestimiento, para lo que se
utiliza una abertura del revestimiento. Esta forma de realización
se representara en mayor detalle en la representación
correspondiente a un ejemplo de una forma de realización.
De este modo el conducto penetra con su extremo
de salida del gas la abertura en el revestimiento. El extremo de
salida del gas del conducto puede estar comunicado herméticamente
con un extremo de conexión al gas del elemento de lavado (por
ejemplo mediante soldadura). Asimismo puede comprender un elemento
de acoplamiento para la conexión hermética al elemento de lavado.
Dicho elemento de acoplamiento puede estar constituido por ejemplo
en un cierre a bayoneta, pero igualmente asimismo una conexión
roscada, un empalme de bridas o similares.
Una forma de realización de la presente
invención prevé concebir la abertura en el revestimiento a través
de la que pasa el conducto con un diámetro mayor al diámetro del
conducto en la parte que penetra la abertura (parte final), de tal
modo que el conducto presenta un juego con respecto a la abertura.
Igualmente es posible que no impida un movimiento relativo del
elemento de lavado con respecto al recubrimiento permanente y/o al
recubrimiento del horno así como en la dirección axial del tubo de
revestimiento y que el conducto de alimentación del gas pueda
moverse en el tubo de revestimiento en dirección axial.
Otra forma de realización de la presente
invención prevé obturar el tramo de la abertura del revestimiento
que no es penetrado por el conducto con una cobertura desplazable
con relación a la pared exterior del revestimiento, para evitar un
escape incontrolado del medio de refrigeración en esta parte. Para
ello esta cobertura puede ser un tramo (final) del racor de gas del
elemento de lavado.
La cobertura puede conectarse herméticamente al
conducto y/o al racor de gas. Según otra forma de realización la
cobertura está soldada al conducto y el conducto así como el racor
de gas del elemento de lavado están comunicados herméticamente
mediante un manguito.
En otras palabras: el conducto está dispuesto en
el extremo con una cubierta que cubre la parte de la abertura que
no está penetrada por el conducto. La cubierta variable de la
abertura puede realizarse asimismo mediante un cierre de compuerta
o mediante elementos moldeables.
El revestimiento del dispositivo de alimentación
del gas puede comprender una o de varias partes. De ese modo pueden
disponerse varios revestimientos en forma de tubo uno tras otro (en
dirección axial). En las partes de conexión, pero asimismo a lo
largo de cada revestimiento individual pueden estar previstas una o
varias aberturas, para guiar el correspondiente conducto desde el
revestimiento.
Igualmente es posible, prever varios conductos
para la conducción de gas en el revestimiento, cuando a un conducto
se le pueden asignar uno o más elementos de lavado. De este modo
pueden conectarse sin problemas más elementos de lavado a un
conducto de alimentación de gas.
Una ventaja conocida de la presente invención
radica en que debido a la refrigeración del conducto la longitud
del conducto es prácticamente ilimitada. El conducto puede
extenderse en consonancia a lo largo de un tramo amplio de un fondo
y/o de una pared de un recipiente metálico de fusión. El conducto de
alimentación del gas puede estar formado asimismo por
ramificaciones, de tal modo que los conductos para el elemento de
lavado pueden ser en consonancia alargados. De este modo posibilita
alimentar con un único conducto de alimentación de gases más
elementos de lavado que preferentemente se encuentran en el fondo o
en la pared de un recipiente de fusión metalúrgica.
Otras características de la presente invención
son proporcionadas por las características de las reivindicaciones
siguientes así como por los documentos especiales de solicitud.
La presente invención se describe a continuación
a partir de los diferentes ejemplos de realización que se muestran a
continuación. En los que:
La figura 1: representa un conducto de
alimentación de gas en perspectiva,
La figura 2: muestra una representación ampliada
de la sección A según la figura 1
La figura 3: muestra una representación según
la figura 2, en la que pueden identificarse los componentes del
interior del revestimiento
La figura 4: muestra una representación
ampliada de la sección B según la Figura 1
La figura 5: representa una forma de realización
de un conducto de alimentación de gas en perspectiva con elementos
de lavado conectados
La figura 6: muestra una representación
ampliada de la sección D de la figura 5
La figura 7: representa un corte a través de
una posible comunicación del conducto y racores de gas
La figura 8: representa un corte a través de un
fondo de un recipiente de fusión metalúrgica con un dispositivo de
alimentación de gas análogo al de la figura 5.
En las figuras se representan componentes
iguales o de igual apariencia con los mismos números de
referencia.
La figura 1 muestra un revestimiento 10 en forma
de tubo, que comprende dos tramos cerrados entre sí en dirección
axial 10.1,10.2.
En el revestimiento 10 discurren en dirección
axial del revestimiento 10 dos conductos 12, 14 y un conducto 16 de
aire de refrigeración. En un primer extremo (por B) salen del
revestimiento 10 los conductos 12, 14 y el conducto de aire de
refrigeración 16. Los extremos libres de los conductos 12, 14 o del
conducto de aire de refrigeración 16 se representan
esquemáticamente con rosca exterior. Los conductos 12, 14 se
conectan a un elemento de suministro de aire (no representado) con
ayuda de la rosca, para transportar un gas de proceso, por ejemplo
un gas inerte, como por ejemplo argón, a través de los conductos 12,
14. De modo análogo se conecta el conducto 16 de aire de
refrigeración a una fuente de aire de refrigeración no
representada.
El tramo 10.2 del revestimiento 10 muestra en su
extremo opuesto una abertura 18 dispuesta en la pared, a través de
la cual sale del recubrimiento el conducto 12 con su correspondiente
tramo final 12.1.
El conducto 14 discurre hasta el extremo libre
opuesto (por A), en el que el revestimiento 10 está cerrado con una
cubierta 20 en el extremo (por A). Inmediatamente antes de dicha
cubierta 20 la parte del revestimiento 10.1 comprende asimismo una
abertura 18 dispuesta en la pared, a través de la cual se lleva al
exterior un tramo final 14.1 del conducto 14.
La figura 3 muestra asimismo un extremo abierto
16.1 del conducto de aire de refrigeración 16, por el que sale aire
de refrigeración (flecha K). A lo largo del conducto 16 pueden
existir distribuidas más aberturas de salida para el aire de
refrigeración. El aire de refrigeración que sale del conducto 16
sale a los conductos 12, 14, los enfría y sale de nuevo del
revestimiento 10 especialmente por B (Figura 1).
La figura 2 muestra que la abertura 18 es más
grande que el diámetro del conducto 14 en dicho extremo, de modo
que el tramo final libre 14.1 del conducto 14 tiene holgura con
respecto a la abertura 18. Análogamente esto sirve para el extremo
12.1 correspondiente al conducto 12.
Según la figura 6 la abertura 18 puede estar
cerrada con una cobertura 22, que presenta la forma de un tramo de
tubo y que se apoya de manera móvil axialmente sobre la pared
exterior del revestimiento 10. La cobertura 22 es hermética con el
tramo final libre 14.1 del conducto 14 y está soldada con el racor
de gas 24 (costura de soldadura 28).
La figura 5 muestra que los ámbitos de enlace de
los conductos 12, 14 a los elementos de lavado de gases 26 son de
configuración análoga.
La figura 7 muestra otra posibilidad de conexión
del conducto con los racores de gas 24 del elemento de lavado 26.
En este caso la cobertura 22 está soldada herméticamente con el
extremo libre 14.1 del conducto 14. A la cobertura 22 se encuentra
soldada una vaina 36 hermética en la dirección del elemento de
lavado. De esta vaina 36 sobresale el racor de gas 24 del elemento
de lavado, que está conectado con la vaina 36.
Ambos componentes (24, 36) pueden estar
empotrados en un material compresible (por ejemplo una estera
refractaria de fibra o un relleno, por ejemplo de perlita
expandida) (caracterizada esquemáticamente por F). De este modo no
se impide un movimiento del racor de gas 24 con respecto al
recubrimiento refractario cuando se producen cambios de temperatura
y se reduce el peligro de rotura por cizalladura del racor de gas
24.
En la figura 8 se muestra el montaje del
dispositivo de alimentación de gas descrito anteriormente en un
fondo 30 de un recipiente de fusión metalúrgica fabricado para la
industria de los metales no ferrosos, en el que dicho fondo 30
comprende un recubrimiento cerámico refractario. En el interior del
recubrimiento se encuentran dos elementos de lavado 26 de gases,
que penetran el recubrimiento, de tal modo que los elementos de
lavado 26 de gases se alinean con el lado superior del
recubrimiento 32. Los racores 24 de los elementos de lavado 26 se
extienden en dirección opuesta y discurren hasta el revestimiento
10, que discurre principalmente de manera perpendicular a la
dirección de los elementos de lavado 26 o principalmente de manera
paralela a la superficie superior del recubrimiento 32 a través de
un recubrimiento permanente del recubrimiento 32 refractario, y en
efecto hasta las partes de conexión (flecha 34) para la entrada de
gas inerte en los conductos 12, 14 o bien para la entrada de aire
de refrigeración en el conducto de aire de refrigeración 16.
El funcionamiento es como se expone a
continuación: el gas inerte entra en estado de funcionamiento en los
elementos de lavado 26 a través de los conductos 12, 14. Al mismo
tiempo el aire de refrigeración entra a través del conducto de
aire de refrigeración 16, que comprende más aberturas en el interior
del revestimiento 10, de modo que el aire de refrigeración puede
pasar por los conductos 12, 14 y enfriarlos. Al mismo tiempo se
enfría el revestimiento 10 y el material refractario circundante al
revestimiento 10. Con ello se posibilita asimismo la conducción del
gas en situaciones de montaje complicado.
Cuando se calienta el horno un recubrimiento 32
de desgaste se desplaza hacia afuera (en la figura 8 hacia la
derecha) debido a la dilatación térmica y asimismo participan en
dicho desplazamiento los elementos de lavado 26 dispuestos en el
recubrimiento de desgaste. Las aberturas 18 en el revestimiento 10
y/o el material compresible introducido F y/o un espacio libre por
debajo de los elementos de lavado 26 permiten asimismo un
desplazamiento de un racor 24 de un elemento de lavado 26 con
respecto al revestimiento 10 y con ello un desplazamiento de los
conductos 12, 14 en el revestimiento 10.
Claims (8)
1. Dispositivo de alimentación de gas con por lo
menos una zona de conexión que conduce a por lo menos un elemento
de lavado (26) que está instalado en un fondo (30) y/o en una pared
de un recipiente de fusión metalúrgica, con por lo menos un
conducto (12, 14) que está previsto para la alimentación de gas y
que puede enfriarse desde el exterior y que se extiende
parcialmente con un revestimiento tubular (10), cuya sección
transversal interna es mayor que la sección transversal externa del
conducto (12, 14), penetrando el conducto (12, 14) respectivo, con
su extremo en el lado de la salida del gas, una abertura (18) del
lado de la pared de revestimiento (10) con el fin de conectar al
elemento de lavado (26) respectivo.
2. Dispositivo según la reivindicación 1, en el
que un dispositivo de refrigeración se extiende al lado del
conducto (12, 14) en el revestimiento (10).
3. Dispositivo según la reivindicación 2, en el
que el dispositivo de refrigeración comprende por lo menos un
conducto de aire de refrigeración (16) que presenta una o más
aberturas (16.1) por las que el aire de refrigeración puede
emitirse en el espacio delimitado por el revestimiento (10).
4. Dispositivo según la reivindicación 1, en el
que la abertura (18) del revestimiento (10) presenta una sección
transversal que es mayor que una sección transversal máxima del
conducto (12, 14) en el tramo que penetra la abertura, de modo que
el conducto (12, 14) penetra la abertura (18) con juego.
5. Dispositivo según la reivindicación 1, en el
que el tramo de la abertura (18) del revestimiento (10) no
penetrado por el conducto (12, 14) puede cerrarse mediante un
revestimiento (22) desplazable con respecto a la pared exterior del
revestimiento (10).
6. Dispositivo según la reivindicación 1, en el
que el extremo (12.1; 14.1) del conducto (12, 14) en el lado de
salida del gas se conecta herméticamente al elemento de lavado
(26).
7. Dispositivo según la reivindicación 1, en el
que el extremo del conducto (12, 14) en el lado de la salida del
gas presenta un elemento de acoplamiento para una conexión hermética
a un elemento de lavado (26).
8. Fondo o pared de un recipiente de fusión
metalúrgica con un dispositivo de alimentación de gas según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 y con por lo menos un
elemento de lavado (26) en conexión fluida con el dispositivo de
alimentación de gas.
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| DE102006018931 | 2006-04-24 |
Publications (1)
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